Menu

Учет действия фильтрационных сил в расчетах устойчивости

При расчетах устойчивости оснований и откосов грунтовых гидротехнических сооружений в числе прочих сил на скелет грунта в области обрушения или выпора действуют фильтрационные ■силы (см. § 3.3). Напомним, что фильтрационные силы объемные, их направление обратно направлению 5 градиента напора Я и по величине они равны

Рис. 7.4. Система активных сил, действующих на скелет грунта (а), поровую воду (б) и эквивалентная система сил (в) при расчетах устойчивости

[image]

В ряде случаев при расчетах устойчивости их учитывают в системе действующих сил. Однако в различных точках они существенно отличаются по величине и направлению и их непосредственный учет по всей площади массива грунта и тем более его объема вызывает трудности при расчетах. Поэтому возникает стремление заменить в расчете объемные фильтрационные силы действием более простой и удобной для расчета, но полностью эквивалентной системы сил. Ниже рассматривается в самом общем виде возможность использования с этой целью граничных давлений в поровой воде.

Рассмотрим вначале все активные силы, действующие на скелет грунта в пределах области возможного нарушения устойчивости (рис. 7.4, а) — призмы выпора или обрушения.

Для этого рассмотрим систему сил, действующих только на воду в порах в пределах возможной призмы выпора или обрушения (рис. 7.4, б). В поровой воде действует собственный вес воды, равный пу, где п — пористость грунта. Кроме того, исходя из принципа равенства действия противодействию, на воду будет также действовать сила, обратная взвешивающей архимедовой и равная ту. Сила веса воды и сила, обратная архимедовой, направлены вертикально вниз, поэтому суммируем их и получаем пу + ту = у, т. е. силу веса воды в объеме грунта. По контуру призмы обрушения действуют граничные давления в воде (рис. 7.4, б) ра, из которых можно выделить противодавление по подошве сооружения рш. Внутри контура на воду действуют тормозящие силы Т, равные по величине фильтрационным силам и обратные им по направлению.

Таким образом, объемные фильтрационные силы, распределенные по всему объему призмы обрушения, оказались в основном замененными граничными давлениями в воде. Результат может быть показан более строго с помощью известной теоремы М. В. Остроградского о замене интеграла по площади интегралом по контуру.

Граничные значения давлений р3 в поровой воде определяются в результате соответствующих фильтрационных расчетов или для случая установившегося фильтрационного режима построением гидродинамической сетки с помощью метода ЭГДА. В результате решения фильтрационной задачи, имея в каждой точке среды значение напора в воде или картину распределения линий равных напоров (см., например, рис. 3.20), можно легко определить на любой границе зоны обрушения откоса или выпора основания величины давлений в воде р из выражения Н = р/у + г.

    Последние материалы

    Заключение (Грунты)

    При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

    25-08-2013 Просмотров:5370 Грунты и основания гидротехнических сооружений

    Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

    На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

    25-08-2013 Просмотров:8483 Грунты и основания гидротехнических сооружений

    Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

    Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

    25-08-2013 Просмотров:5230 Грунты и основания гидротехнических сооружений

    Еще материалы

    Геодезичне обґрунтування в підземних вир…

    Осі й контури тунелю й підземних споруд у процесі будівництва розбивають від пунктів підземного полігоні метричного ходу, що прокладає у виробках слідом за вибоєм. Для виходу від стовбура на траси...

    30-05-2011 Просмотров:5333 Інженерна геодезія

    Топографічні карти й плани. Розграфка й …

    Карти й плани класифікують в основному за масштабами і призначенням. За масштабами карти підрозділяються на дрібно-, середньо- і великомасштабні. Дрібномасштабні карти дрібніше 1:1000000 - це карти оглядового характеру й у геодезії...

    29-05-2011 Просмотров:12011 Інженерна геодезія

    Определение координат засечками.

    Засечкой называется метод определения координат отдельной точки измерением элементов, связывающих ее положение с исходными пунктами. Для определения планового положения точки необходимо измерить два элемента. Для контроля, кроме необходимых, выполняют избыточные измерения...

    13-08-2010 Просмотров:60073 Инженерная геодезия. Часть 1.